一种污泥热解碳与生物法联合的重金属土壤修复方法与流程

文档序号:11394735阅读:355来源:国知局

本发明涉及土壤修复技术领域,更具体地说,涉及一种污泥热解碳与生物法联合的重金属土壤修复方法。



背景技术:

2014年《全国污状况调查全土壤染公报》显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,全国土壤总的超标率为16.1%,污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。

土壤重金属污染具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性和长期性的特点,严重威胁我国生态环境、粮食安全和人体健康。因此,如何规模化修复重金属污染土壤,已成为我国当前及今后一段时期环境修复面临的重要课题之一。

目前,重金属污染土壤的修复技术主要有化学淋洗、翻土与客土、稳定化/固化、电动修复、植物修复等。其中,化学淋洗操作难度大、容易产生二次污染;翻土与客土工程量大、费用高只适宜于小面积的、土壤污染严重的状况。稳定化/固化技术成本低、操作简单但存在逸出迁移风险;电动修复效率低、成本高。单一的方法无法适应污染场地复杂的污染源的情况,处理成本偏高,而且修复的持久性难以保证。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题在于,提供一种修复成本低、对环境友好并且操作简单的污泥热解碳与生物法联合的重金属土壤修复方法,可用于中、轻度污染场地以及矿山废弃场地规模化修复。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种污泥热解碳与生物法联合的重金属土壤修复方法,包括以下步骤:

s1、向污染土壤中投入复合改良剂,所述复合改良剂包括apcas类螯合剂,还包括污泥炭或生物炭;复合改良剂与污染土壤的质量比为0.1~1:1,apcas类螯合剂投加量与复合改良剂的质量比为0~0.3:1,根据重金属污染物的种类和浓度,apcas类螯合剂的比宜经过试验调配控制掺入量,对于重金属浓度低的轻度污染场地可不添加apcas类螯合剂;

s2、经吸附、钝化、螯合反应后,种植超富集重金属类植物耦合生物。

上述方案中,所述污泥炭为城市污泥、有机固废热解后产物。

上述方案中,所述生物炭为生物质热解后产物。

上述方案中,所述apcas螯合剂为乙二胺二琥珀酸(edds)、二乙基三乙酸(nta)、亚氨基二琥珀酸(idsa)、冬氨酸二乙氧基琥珀酸(aes)等天然或人工合成的易生物降解氨基羧酸类螯合剂。

上述方案中,所述超富集重金属类植物可采用巨菌草、海州香薷、伴矿景天、香根草、香樟、冬青和红叶石楠、十字花科、禾本科以及景观植物龙舌兰科、美人蕉科等等,需要综合污染区重金属污染的类型、气候特点、景观效益等因素经多次试验后确定采用一种或多种组合。

上述方案中,所述复合改良剂以固体粉末态直接覆盖或者拌入污染土壤中。

上述方案中,根据污染物的复杂程度和浓度等情况土壤修复周期为6个月~3年不等。可与景观开发相结合,也可以针对重金属特性进行抑制有害物质、发挥有益物质对植物经济价值的提升实现污染土壤的增值。

实施本发明的污泥热解碳与生物法联合的重金属土壤修复方法,具有以下有益效果:

1、城市污泥采用热解碳化可获得污泥炭,污泥炭土呈多孔性,比表面积大,含有羧基、酚羟基、羰基等功能团,一般呈碱性,对pb、cu、cd、as、zn等多种重金属具有很高的吸附容量。通过污泥炭的吸附和螯合反应,改善污染土壤理化性质,在污泥炭腐熟降解过程中,加速污染土壤充氧,加速重金属转化为稳定态。经过改良后土壤中微生物、超富集重金属类植物耦合生物修复方法,恢复污染土壤自身机能。

2、apcas类螯合剂可改变土壤中重金属的赋存形态,活化释放被污染土壤固相吸附固定的重金属离子,为土壤污泥炭吸收和植物吸收创造条件,加速土壤中重金属迁移到超富集植物中,从根本上降低污染土壤中重金属浓度,克服其他修复方法仅转化为稳定结合态存在的浸出风险。

2、本发明采用热解污泥炭、apcas类螯合剂复合改良剂对重金属污染场地进行修复,并结合微生物和植物修复,逐步恢复污染土壤自身机能,不仅可以解决污泥的最终处置问题,而且实现以废治废,降低土壤修复的成本,适合规模化修复中、轻度污染场地以及矿山废弃场地。

3、修复成本低,本发明所采用改良剂来源广泛,价格低廉,利用本技术修复中、轻度污染场地以及矿山废弃场地成本相比同类药剂降低成本30%~50%。

4、对环境友好,本技术以恢复污染土壤自身机能为目标,培本固原,不会造成二次污染。

5、操作简单,本发明的主要修复过程为改良剂的覆盖或者浅层混合,操作简单。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

某镉污染场地((平均土壤镉含量为100mg/kg))100平方,污染深度为1.0米,将污泥热解产物污泥炭、apcas类螯合剂作为重金属污染土壤的复合改良剂30立方拌入污染土壤,复合改良剂中apcas类螯合剂投加量为0.1:1。

经3个月吸附、钝化、螯合反应后,种植遏蓝菜,经过1个生长期,整个修复期约11个月,经修复后土壤浸出毒性检测,浸出标准为hj557-2009,结果显示镉的浸出毒性可降低90%以上。

实施例2

某镉、砷污染场地(平均土壤镉含量为80mg/kg,平均土壤砷含量为150mg/kg,)100平方,污染深度为1.5米,将污泥热解产物污泥炭、apcas类螯合剂作为重金属污染土壤的复合改良剂45立方拌入污染土壤,复合改良剂中apcas类螯合剂投加量为0.15:1。

经3个月吸附、钝化、螯合反应后,种植圆锥南芥,经过2个生长期,整个修复期约16个月,经修复后土壤浸出毒性检测,浸出标准为hj557-2009,结果显示镉的浸出毒性可降低90%以上。

上面对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种污泥热解碳与生物法联合的重金属土壤修复方法,采用城市污泥、有机固废热解产物污泥炭、APCAs类螯合剂作为重金属污染土壤的复合改良剂,通过污泥炭的吸附和螯合反应,改善污染土壤理化性质,在污泥炭腐熟降解过程中,加速污染土壤充氧,加速重金属转化为稳定态。经过改良后土壤中微生物、超富集重金属类植物耦合生物修复方法,恢复污染土壤自身机能。

技术研发人员:谭明照;袁鹏飞;周桃红;张立民;卜祖坤
受保护的技术使用者:湖北加德科技股份有限公司
技术研发日:2017.05.16
技术公布日:2017.09.01
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